Der SOH-Wert (State of Health) ist ein wichtiger Indikator zur Bewertung der aktuellen Leistungsfähigkeit einer Batterie im Vergleich zu ihrem ursprünglichen, neuen Zustand. Er wird üblicherweise in Prozent angegeben:

• 100 % SOH = brandneuer Akku

• 70–80 % SOH = typische Schwelle für das Lebensende

Für EverExceed LiFePO₄-Batterien —weit verbreitet in USV-Anlagen, Telekommunikation, Rechenzentren, Schiffssystemen und Energiespeicheranwendungen — ist eine genaue SOH-Schätzung unerlässlich, um langfristige Zuverlässigkeit und Sicherheit zu gewährleisten.

Aufgrund der flachen Spannungskurve und der nichtlinearen OCV-SOC-Charakteristik von LiFePO₄-Batterien ist die Berechnung des SOH jedoch schwieriger als bei NCM/NCA-Batterien. Im Folgenden werden die gängigen SOH-Schätzmethoden beschrieben. EverExceed Batteriesysteme und BMS-Algorithmen.

1. Direkte Methode: Kapazitätsbasierte SOH-Berechnung

Dies ist die intuitivste und genaueste Methode. Sie misst die tatsächliche nutzbare Kapazität der Batterie.

Formel

SOH (Kapazität) = (Aktuelle Ist-Kapazität / Nennkapazität) × 100 %

Ansatz A: Standard-Lade-Entlade-Test (Labor)

Ein vollständiger Entladezyklus wird unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt.

Vorteile: Höchste Genauigkeit
Einschränkungen: Zeitaufwändig, unterbricht den normalen Arbeitsablauf; nicht für den täglichen Gebrauch geeignet.

Ansatz B: BMS-Integration während eines kompletten Zyklus (Anwendung in der Praxis)

EverExceed BMS nutzt die Coulomb-Zählung, um die gesamte geladene/entladene Energie während eines vollständigen Zyklus zu erfassen.

Vorteile: Praktisch und relativ genau
Einschränkungen: Erfordert einen vollständigen Zyklus (z. B. 5 % → 95 %), was im fragmentierten Tagesbetrieb schwierig ist.

2. Indirekte Methoden: Parameterbasierte SOH-Schätzung

Da vollständige Zyklen in der Praxis selten sind, verwendet EverExceed BMS indirekte Modelle, um den SOH in Echtzeit zu schätzen.

2.1 Methode des Innenwiderstands (steigende Impedanz)

Der Innenwiderstand von Batterien nimmt mit zunehmendem Alter zu.

Formel (gängiges Modell)

SOH (Impedanz) ≈ f(R_Anstiegsrate vs. Kapazitätsverlust)

Messmethoden

• DCIR (am häufigsten in EverExceed BMS)

• Wechselstromimpedanz (genauer, für Laborzwecke)

Vorteile: Echtzeit-Online-Messung
Einschränkungen: Stark beeinflusst von Temperatur und SOC

2.2 Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS)

Analysiert die Impedanz über mehrere Frequenzen hinweg, um altersbedingte Parameter zu extrahieren.

Vorteile: Äußerst präzise
Einschränkungen: Hohe Rechenlast; hauptsächlich eingesetzt in Laboren oder auf High-End-EverExceed-F&E-Plattformen.

2.3 Inkrementelle Kapazitätsanalyse (ICA) / Differenzspannungsanalyse (DVA)

Eine der effektivsten Methoden zur Bestimmung des SOH-Werts von LiFePO₄-Batterien.

Prinzip:
Beim Laden mit konstantem Strom weist die dV/dQ-Kurve charakteristische Spitzen auf, die sich mit zunehmendem Alter der Batterie verschieben.

Vorteile: Sehr genau für LiFePO₄
Einschränkungen: Erfordert präzise Spannungsmessung und CC-Ladestabilität

2.4 Kurvenanpassung bei batteriebetriebenen Modellen

Das BMS passt die Modellparameter (Kapazität, Innenwiderstand usw.) kontinuierlich an die Spannungs-/Stromdaten in Echtzeit an.

Vorteile: Kontinuierliche Schätzung
Einschränkungen: Setzt sich stark auf genaue elektrochemische Modelle ab

2,5 Coulomb-Zählung + OCV-Kalibrierung (Hybridmethode)

Dies ist die Primärer SOH-Schätzalgorithmus, der im EverExceed BMS verwendet wird Die

Verfahren

1. Coulomb-Zählung: Verfolgt SOC-Änderungen über die aktuelle Integration

2. Modellbasierte Schätzung: Berechnet den Ladezustand (SOC) unter Berücksichtigung von Temperatur- und Impedanzkompensation.

3. OCV-Kalibrierung: Wenn die Batterie lange genug ruht, entspricht die Leerlaufspannung (OCV) einer gespeicherten OCV-SOC-Kurve.

4. SOH-Update: Die Unterschiede zwischen dem integrierten Ladezustand (SOC) und dem auf Leerlaufspannung (OCV) basierenden Ladezustand werden genutzt, um den Parameter der maximalen Batteriekapazität zu korrigieren.

Herausforderung für LiFePO₄

Die OCV–SOC-Kurve ist sehr flach (Bereich 20%–80%), daher wird die Kalibrierung üblicherweise bei hohem oder niedrigem SOC durchgeführt.

Vergleich von SOH-Schätzmethoden (angepasst an EverExceed)

Praktische Tipps für EverExceed-Akkunutzer

Um genaue SOH-Messwerte zu gewährleisten:

• Führen Sie gelegentlich einen vollständigen Lade-Entlade-Zyklus durch (z. B. 100 % → 10 % → 100 %).

• Vermeiden Sie eine Langzeitlagerung bei 0 % oder 100 %.

• Sorgen Sie für eine ordnungsgemäße Temperaturregelung.

• Verwenden Sie offizielle EverExceed-Ladegeräte/BMS-kompatible Systeme.